基于改性PEDOT：PSS陽極修飾層的聚合物太陽能電池的研究.pdf

1、近年來研究顯示，聚合物太陽電池依靠其成本低、比重小、易加工、可柔性等眾多優(yōu)勢，成為了國內外研究的熱點。經過多年努力，有機聚合物太陽能電池在給受體材料、電池結構及界面設計等方面都獲得了長足進步，而且其實驗室光電轉換效率已經達到了10％左右。但是，有機聚合物太陽能電池的器件穩(wěn)定性一直沒有被很好解決，電池壽命低使其一直難以產業(yè)化。影響聚合物太陽能電池穩(wěn)定性的原因有空穴傳輸層PEDOT∶PSS對透明電極的腐蝕、PEDOT∶PSS的吸水易降解、低

2、功函電子注入層容易被氧化、給受體有機材料自身光照下衰減等等。本研究工作針對目前有機聚合物太陽能電池所面臨的問題，選擇合適的富磺酸根有機材料替代或摻雜改性PEDOT∶PSS陽極修飾層，大大提高了聚合物太陽能器件的壽命和效率。
　　PEDOT∶PSS是一種聚合物太陽能電池常用的空穴傳輸材料。但是，PEDOT∶PSS具有很強的酸性和吸水性，會直接影響電池器件的穩(wěn)定性。因此，本研究提出了采用采用磺化聚醚醚酮(SPEEK)、全氟磺酸(Naf

3、ion)等富磺酸根有機物對PEDOT∶PSS進行替代或摻雜改性處理以改善聚合物太陽能電池性能的一系列方法。
　　采用磺化聚醚醚酮(SPEEK)、全氟磺酸(Nafion)作為聚合物太陽能電池的陽極修飾層，器件結構采取標準的P3HT給體、PC60BM受體結構，制備出了良好性能的有機聚合物太陽能電池。相比于采用PEDOT∶PSS為空穴傳輸層的器件，雖然器件效率有所降低，但是器件的穩(wěn)定性都得到了一定改善。在AM1.5G1000W/m2標準

4、光強下，SPEEK和Nafion，在基于P3HT給體、PC60BM受體體系的聚合太陽能電池下分別獲得了3.64％和4.01％的光電轉換效率。另外，Nafion在基于P3HT給體、PC60BM受體的反向結構聚合物太陽能電池中也取得良好效果，得到3.70％的光電轉化效率。
　　采用Nafion對PEDOT∶PSS進行摻雜改性處理，同樣采用標準P3HT給體、PC60BM受體器件結構，制備出了不僅具備良好器件穩(wěn)定性，而且同時具備更高光電轉